线性化物理过程对GRAPES 4DVAR同化的影响   总被引：8，自引：3，他引：5       下载免费PDF全文

刘永柱  龚建东  张林  陈起英 《气象学报》2019,77(2):196-209

线性化物理过程能够改善四维变分同化中极小化收敛的稳定性和增加极小化过程中对大气物理过程和动力更加精确的描述,它是四维变分同化中非常重要的一部分。通过在GRAPES全球模式中研究线性化物理过程,尤其是两个湿线性化物理过程,改善切线性模式预报精度,来提高GRAPES全球四维变分同化的分析和预报效果。线性化物理过程的开发首先需要简化原非线性化物理过程中的强非线性项,然后对线性化物理过程进行规约化,以抑制切线性扰动的异常增长。目前GRAEPS全球模式中的线性化物理过程主要包括次网格尺度地形参数化、垂直扩散、积云深对流和大尺度凝结。线性化物理过程预报精度的检验方法是通过选择合适大小的初始扰动（同化分析增量）,来比较非线性模式和切线性模式中的扰动演化的纬向平均误差。然后以绝热版本的切线性模式为基础,通过冬、夏两个个例试验来分别检验4个线性化物理过程的12 h预报效果。试验结果表明,通过添加次网格地形参数化和垂直扩散两个干线性化物理过程方案,可以有效抑制住绝热版本切线性模式低层扰动的异常增长,大幅度改善切线性模式预报效果。通过添加积云深对流和大尺度凝结两个湿线性化物理过程,可以在热带区域和中、高纬度地区提高切线性模式中湿变量和温度变量的近似精度,提高GRAPES全球四维变分同化的分析和预报效果。   相似文献   

利用FY-2F快速扫描资料分析对流初生阶段的云顶物理量特征   总被引：2，自引：0，他引：2       下载免费PDF全文

周鑫  周顺武  覃丹宇  孙阳 《气象》2019,45(2):216-227

基于FY-2F静止气象卫星提供的2015年5—9月的高分辨率数据,通过温度阈值法识别出深、浅对流后,分析和比较了深、浅对流在对流初生(convective initiation,CI)至发展阶段中云顶高度、云顶快速降温率(cloud top cooling rate,CTC)以及多通道差值等云顶物理量特征的变化异同。结果表明:深、浅对流在CI阶段的云顶物理量特征具有相似变化特征,即云顶高度均在短时间内快速上升,CTC值均先减小后增大;深、浅对流差异表现为深(浅)对流云顶上升高度能(不能)超越水汽层高度;深对流CTC最低值较浅对流CTC最低值更低。基于CI阶段深、浅对流的CTC最低值的差异,通过个例验证,表明利用深、浅对流CTC最低值的差异,可以在识别出CI的基础,判断出CI是否发展成为深对流,从而能提前做出预警。  相似文献   

一次层状云降雨过程多源遥感特征参量演变分析     

杨文霞  范皓  杨洋  赵利伟 《气象》2019,45(9):1278-1287

利用河北省邢台市皇寺国家观测站布设的Ka波段云雷达、微波辐射计和微雨雷达以及地面雨量计等观测资料,对2017年5月3日一次西南涡天气过程的降水云系进行了综合分析,结果表明:本次降水过程为稳定性层状云过程,云内粒子下落速度由高空向地面逐渐增大,第一轮降水出现在云的发展阶段,第二轮降水出现在云的成熟阶段,每次降水开始前云内的相对湿度、水汽含量、液态水含量和温度曲线同时出现跃增和峰值,各指标在降水结束后出现较明显下降,之后得到恢复,出现第二三次峰值并产生降水;利用微波辐射计资料在时间和空间上连续反演计算云中水汽压和冰面饱和水汽压差值场("e—E_i"差值场),当云中过冷水和过冷水汽大值区与"e—E_i"差值场的正值区重合时,冷云中贝吉龙过程较强,有利于精细化定量判断强降水出现和人工增雨潜力区位置,综合以上遥感探测资料分析结果,可以认为本次天气过程有利的人工增雨作业时机出现两次,第一次在13:45降水刚刚开始至云顶下降到6 km前;第二次时间较长,云层条件更为有利,即17:40—21:15云顶高度维持在8~10 km的时段;作业适宜高度为4~8 km(-20~0℃)。  相似文献   

页岩储层物性参数对CO₂不同封存机制及封存量的影响     

尹书郭  杨国栋  冯涛  马鑫  曹伟  黄冕  郭天晴 《高校地质学报》2023,29(1):37-46

CO₂增强页岩气开采技术(CO₂-ESGR)一方面可提高CH4产量,另一方面又可实现CO₂地质封存。为了分析页岩储层物性参数对CO₂封存机制的影响,文章以鄂尔多斯盆地延长组页岩为研究对象,采用CMG-GEM软件建立双孔双渗均质模型,分析了CO₂-ESGR中页岩储层垂直渗透率与水平渗透率之比(Kv/Kh)、含水饱和度和孔隙度对不同CO₂封存机制封存量的影响;并设计了27组正交试验采用极差分析法比较了三种因素的影响程度。研究表明,Kv/Kh在0.1～1范围增大会增加不同CO₂封存机制的封存量,封存总量最大可增加69.96%,其中吸附封存量最大可增加97.96%,受到影响最大;含水饱和度在0～0.9范围增大引起CO₂封存总量先增加后减小,封存总量最大可减少67.12%,其中溶解封存量最大可减少83.35%,范围波动最大;页岩储层孔隙度在0.1～0.99范围增大会导致CO₂封存总量减少,封存总量最大...  相似文献   

应用重力场模型GL1500E和LLR天平动参数估算月核大小及其组成     

钟振  张腾  段炼  李毅  朱化强 《武汉大学学报(信息科学版)》2021,(2)

针对月核大小及密度估计问题,利用高分辨率重力场模型GL1500E的二阶位系数和LLR(lunar laser ranging)天平动参数,考虑月核分层为外核和内核的情况,结合非线性粒子群优化算法,对月核大小和组成进行了估计。大批量的统计结果表明,大概率分布的外核半径rc1约为469 km,内核半径rc2约为303 km,外核密度ρc1约为4613 kg/m3,内核密度ρc2约为7004 kg/m3,月幔密度ρm约为3340 kg/m3。月幔密度非常接近地质研究结果3360 kg/m3,内外核半径与近期其他研究结果相近,估算的月核大小与密度组成具有一定的参考价值。若月核由纯铁和硫化亚铁组成,则研究表明,内核大部分由纯铁组成,外核大部分由硫化亚铁组成。  相似文献   

Wave run-up on bermed coastal structures     

《Applied Ocean Research》2019

Reliable estimation of wave run-up is required for the effective and efficient design of coastal structures when flooding or wave overtopping volumes are an important consideration in the design process. In this study, a unified formula for the wave run-up on bermed structures has been developed using collected and existing data. As data on berm breakwaters was highly limited, physical model tests were conducted and the run-up was measured. Conventional governing parameters and influencing factors were then used to predict the dimensionless run-up level with 2% exceedance probability. The developed formula includes the effect of water depth which is required in understanding the influence of sea level rise and consequent changes of wave height to water depth ratio on the future hydraulic performance of the structures. The accuracy measures such as RMSE and Bias indicated that the developed formula is more accurate than the existing formulas. Additionally, the new formula was validated using field measurements and its superiority was observed when compared to the existing prediction formulas. Finally, the new design formula incorporating the partial safety factor was introduced as a design tool for engineers.  相似文献   

绿色空间对休闲性体力活动影响的社区分异 ——以广州市为例     

戴颖宜  朱战强  周素红 《热带地理》2019,39(2):237-246

以广州市20个典型社区为例，构建多元线性回归模型，探讨了绿色空间对居民休闲性体力活动的影响，并剖析绿色空间对不同类型社区居民休闲性体力活动影响的作用机制。结果发现：1）不同类型社区居民的休闲性体力活动水平存在明显差异，低档社区的为782.99 MET-min/w，中档社区的为871.70 MET-min/w，高档社区的为1 227.91 MET-min/w；2）影响不同类型社区居民休闲性体力活动水平的绿色空间因素有所不同，低档社区、中档社区和高档社区的显著因子分别为“到最近公园广场距离”“邻里绿化覆盖率”和“健身活动设施数量”；3）绿色空间对休闲性体力活动水平影响的作用机制存在社区差异，低档社区居民休闲性体力活动主要受到成本作用的约束，中档社区居民主要受绿化环境作用影响，而高档社区居民主要受机会作用影响。  相似文献   

基于高分遥感影像的建筑物侧面信息提取及其高度计算     

宋旭东  曹文峰  冯德俊  张星星 《北京测绘》2020,(3):296-300

本文选取成都市某一区域建筑物A、B为研究对象,采用分辨率为0.61 m的Quick bird影像,运用图像分割法和LVQ神经网络算法,提取建筑物侧面信息,根据假设法原理,构建高度计算物理模型,求取建筑物高度。对比实测数据,结合可能影响实验结果的实地因素、遥感影像因素进行精度分析与评价,探讨基于高分遥感影像的建筑物侧面信息提取和高度计算的方法。结果表明,LVQ神经网络算法在建筑物侧面提取和高度计算中有更好的应用价值,精度高达94%。  相似文献   

大地测量学实践教学改革的探索     

刘军  王鹤  王秋玲  李佳乐 《测绘与空间地理信息》2020,(2):28-29

大地测量学是测绘工程专业的一门理论性和实践性很强的重要专业基础课。从强化课堂基础实验、重视课程设计、建立生产实习考核体系等3个方面提出了实践教学改革措施,在帮助学生巩固加深理论知识,提高学生运用知识分析解决问题的能力和实践创新能力等方面具有重要的意义。  相似文献   

Modelling and experimental study of coupled exchange of p,p′‐DDE and colloids in a flume simulated stream–streambed system          下载免费PDF全文

Celina Camarena  Doris Otero  Jianhong Ren 《水文研究》2016,30(1):40-56

Stream–subsurface exchange plays a significant role in the fate and transport of contaminants in streams. It has been modelled explicitly by considering fundamental processes such as hydraulic exchange, colloid filtration, and contaminant interactions with streambed sediments and colloids. The models have been successfully applied to simulate the transport of inorganic metals and nutrients. In this study, laboratory experiments were conducted in a recirculating flume to investigate the exchange of a hydrophobic organic contaminant, p,p′‐dichloro‐diphenyl‐dichloroethane (DDE), between a stream and a quartz sand bed. A previously developed process‐based multiphase exchange model was modified by accounting for the p,p′‐DDE kinetic adsorption to and desorption from the bed sediments/colloids and was applied to interpret the experimental results. Model input parameters were obtained by conducting independent small‐scale batch experiments. Results indicate that the immobilization of p,p′‐DDE in the quartz sand bed can occur under representative natural stream conditions. The observed p,p′‐DDE exchange was successfully simulated by the process‐based model. The model sensitivity analysis results show that the exchange of p,p′‐DDE can be sensitive to either the sediment sorption/desorption parameters or colloidal parameters depending on the experimental conditions tested. For the experimental conditions employed here, the effect of colloids on contaminant transport is expected to be minimal, and the stream–subsurface exchange of p,p′‐DDE is dominated by the interaction of p,p′‐DDE with bed sediment. The work presented here contributes to a better mechanistic understanding of the complex transport process that hydrophobic organic contaminants undergo in natural streams and to the development of reliable, predictive models for the assessment of impacted streams. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献